高压电力电缆故障分析及试验方法

赵昌鹏，魏子舒，周英明，杜 群，张 伟

（国网长春供电公司，吉林 长春 130000）

1 高压电力电缆综述

电力电缆通常可以分为以下几个部分：第一，线芯。线芯能够在运行过程中用来输送电能，实现导电，因此线芯质量就是电力电缆的基础核心。第二，绝缘层。为了保证电力运行时的稳定性，需要通过绝缘层来将大地与线芯隔离，以此来降低安全风险。第三，屏蔽层。通常情况下，15KV以上的电力电缆通常会有绝缘、导体两个屏蔽层。第四，保护层。通过保护层能够帮助电力电缆免受外界杂质的影响，避免电力电缆在正常运行期间因为外力的影响而损坏。对于高压电力电缆而言，故障问题的处理非常关键，电力电缆因故障而导致的停电将会影响人们的正常生活与工作，而事故问题严重时则还有可能导致人员安全事故的发生。

2 高压电力电缆的故障原因分析

2.1 质量问题

在所有故障中，因为自身质量问题而导致的故障非常多，高压电力电缆在运输、敷设等环节都有可能因为质量问题发生故障，进而导致停电等问题的发生。因为市场竞争压力正在逐渐提升，所以很多企业为了能够压缩成本获取更多经济效益，会选择价值、质量没有保障的材料来进行生产，此时电力电缆的质量就将受到影响，甚至部分产品的绝缘层都存在问题，这些产品在正式使用中将会存在非常大的安全隐患，如果电缆长期处于潮湿环境，那么还有可能产生风化、受潮等问题，严重时将会产生重大电力事故，进而对市民财产、生命安全造成损害。

2.2 过负荷运行

高压电力电缆在应用过程中，其供电负荷将会随之而升高，人们对于电量需求的提升，将会导致电力电缆在长期运行期间产生过负荷运行的情况。作业环境恶劣、腐蚀气体过多等问题都会导致电力电缆的保护层受到侵蚀，进而带来严重的损伤。若电力电缆长期保护在外界环境中，其受到的危害也会进一步增加，如果电力电缆在温度较高的情况下进行过负荷运转，其内部温度就将会出现快速上升，而且此时上升的温度并不会得到消解，因此的电缆老化、恶化速度将会有明显提高。严重时甚至会出现绝缘性能损坏的情况，进而导致故障问题演变成为事故问题。

2.3 施工故障

在电力电缆在生产、安装等环节中未完全按照规定进行施工，就有可能为电缆的正常运行留下安全隐患。在施工期间，较为常见的电缆故障问题大致可以分为以下几种：第一，施工人员未完全按照规范方式进行操作，此时便有可能导致电缆的表面受到损伤。表面受损的电缆更加容易因为受潮等问题而引发事故，只有加强对于施工环节的重视程度才能够保证电缆施工质量。第二，在施工时如果中间接头并没有完全密封完成，就会导致电缆在长期运行中出现接触不良等问题，此时的电缆非常容易受到损伤，进而产生受潮、风化等故障情况。第三，电力电缆敷设属于一项长期工程，其覆盖面极为广泛，因此工作人员应该在各个电缆的连接位置处进行重点施工，以此来加强电缆相互之间的连接，避免因为接触不良而影响到电缆的传输效果。第四，电缆接头设置非常关键，部分工作人员有可能因为技术、态度上的问题而影响到接头品质，所以还可以从人员角度出手，以此来保证接头质量。

2.4 机械损伤

电力电缆在运输、安装等环节中都有可能因为机械原因而产生损伤，当电缆损伤过于严重时，就会导体的绝缘程度受到影响，进而导致电缆安全性下降。

2.5 故障类型

电力电缆常见故障可以分为以下几种：第一，接地故障。大地与导体之间将会根据接地电阻值的不同而出现接地故障，若电阻没有评估使用的意义，就可以归结为完全接地。如果电阻依然具有统计意义，就会出现高、低电阻接地。第二，断线故障。在电力电缆的运行时，因为电缆往往会长期处于外部工作环境中，因此在长期运行中有可能因为大风等因素而导致断裂，进而阻断地那里正常运输。第三，绝缘故障。电缆在侵蚀之后将有可能因为漏电而出现安全事故问题。第四，短路。短路故障将会对设备带来严重损害，严重时甚至会导致火灾。第五，闪络。在长期过负荷运转中，电流将有可能产生瞬时升高的情况，此时便会造成闪络[1]。

3 高压电力电缆的故障分析方法与试验方法研究

3.1 测定法

电力电缆在日常运行期间往往会产生非常大的电容，这部分电容将会在电缆中平均进行分布。一般而言，电容量的大小与电缆的长度关系成正比，当电缆长度发生改变时，就促使电容量一并发生改变。在对电力电缆故障进行诊断排查时，可以利用测电容的方式来保障排查效果，这样能够顺利判断出故障部位。除此之外，在利用测定法进行故障排查时，应该在确保电压处于恒定状态，此时便可以结合交流毫安表来对电缆中的导线进行检测，进一步提高检查时的准确性，进而保证电缆故障得以顺利解决。

3.2 测声法

测声法在电缆故障诊断中的使用极为广泛，因为测声法能够通过声音情况来判断故障问题的所处位置。一般电缆出现故障时将会产生放电声，通过采集放电声便能够初步判定电缆故障的大致方位。但是因为测声法的局限性，所以其实际使用范围并不广泛。测声法在使用之前需要提前及进行准备工作，当电压数据达到既定数值之后，设备便会对故障部位的芯片进行放电，通过对放电声音位置进行检查便可以发现故障部位，此时便可以对其开展重点维护。通常测声法会在地面上进行使用，因为埋入地下的电缆其位置往往极为隐秘，如果使用这种方式针对埋入地下的电缆故障问题进行诊断，就需要提前了解故障问题的大致部位，然后紧贴地面进行查找。在使用测声法时必须严格遵循相关规范来保证检测效果，而且检测时还要重点关注安全问题。

3.3 声波定位

声波定位的技术含量相对较高，采用这种方式进行故障测量时，需要结合信息技术与相关元器件来施加电压脉冲，此时处于电缆中的高电阻故障点就可以传统电弧放电期间所出现的声波、电磁波，进而掌握电力电缆的实际故障位置。通过带低压脉冲能够完成对于低阻、短路、线路全长的高效检测，而高压脉冲以及多次脉冲相叠加的方式则能够实现对于高阻故障的有效检测。

3.4 电缆试验方法

国内对于高压电力电缆的重视程度非常高，因为电缆的运行稳定性将会严重影响到人们对于电力的正常使用。只有加强对于地那里电缆的重视程度，才能够有效提高电缆的各种性能，令电缆在社会发展中发挥出更为重要的作用。电缆试验方法如下：第一，振荡电压试验。试验期间需要采用直流电对电缆进行充电，当充电结束之后，会在间隙放电并造成击穿，这时在线圈中集中放电便是震荡电压试验。第二，谐振耐压试验，这种试验方式属于串联谐振，当试验品无法真正满足电压的实际需求，只有利用相对较大的电流容量，并满足试验时的实际电压需求，才能够保证试验结果得到满足。串联谐振的方式能够有效改变系统中的电感、频率情况，并且将回路控制始终控制谐振的状态下，因为性价比高、体积小，而且理论资料相对较为完善，所以这种试验方式值得对其进行更加深入的研究[2]。

3.5 试验注意事项

在对高压电力电缆进行试验时，应该主要注意以下几点：第一，通常几十微安在低端进行连接时，其误差将会有所提升。第二，由于试验电压相对较高，所以应该将漏电部分屏蔽，即在两端头将超过35KV的电压电缆屏蔽。第三，如果电缆长度较长且电容过大，所以其产生的影响往往会很难，单纯使用低压表很难完全反映出高压测定时的真实电压数据。第四，试验电压过高时可以采用单机直流电压装置，如果无法满足实际需求，则可以利用倍压回路。对于电力电缆而言，在整个试验过程中，都应该重点强调试验期间的安全性，通过加强危险源管控以及安全防控能够促使试验变得更加简单、方便。电力电缆作为促进国家经济发展的核心，其在使用之前需要对其专门开展分析试验，并针对其在运行期间可能出现的故障问题进行判断，并作出预防，以此来保证来保证高压电力电缆得以在运行期间发挥出应有的作用。

4 结束语

总而言之，在电力工程中，高压电力电缆的重要性毋庸置疑，通过高压电力电缆能够保证电力能源的使用效率，通过加强故障诊断与试验能够令电力电缆的作用完全发挥出来。相信随着更多人了解到高压电力电缆的重要性，其故障、试验方法一定会变得更加完善。